Устройство для селекции изолированных фигур телевизионного изображения

 

Изобретение относится к технике прикладного телевидения и может использоваться, например, в телевизионных распознающих системах. Цель изобретенчя - расширение области примеяакия устройства за счет расширения классо. селектируемых фигур. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее телевизионный датчик, бинарный квантователь, блок сканирующей апертуры, блок селекции и синхрогенератор, введен блок выделения центрального элемента селекции, вгоды которого подключены к выходам блока сканирующей апертуры, а выходы - к входу управления блока селекции. Введение указанного блока позволяет селектировать фигуры, содержащие пустоты во внутренней области. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. с 5S

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 " 06 К 9i46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4653990/24 (22) 22.02.89 (46) 07.05.91. Бюл. Р 17 (72) М.R.Дмитриенко и В.П.Сизов (53) 681.,327.12(088.8) (56) Техника средств связи. Сер.

Техника телевидения, 1985, вып.2, с. 93-101. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКЦИИ ИЗОЛИРОВАИНИХ ФИГУР ТГЛЕВИЗИО11НОГО ИЗОБРЛ}}1ЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике прикладного телевидения и может использоваться, например„ в телевизионных распознающих системах. Цель

Изобретение относится к технике прикладного телевидения и может использоваться, например, в телевизионных распознающих системах.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет расширения класса селектируеь}ь}х фигур.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для автоматической селекции изолированных фигур телевизионного изображения, на фнг.2временные диаграммы тактирующей и стробирующей импульсных последовательностей; на фиг.3 — структурная схема блока сканирующей апертуры; на фиг.4 — то же, блок:. селекции; на фиг.5 — схема структурного элемента блока селекции; ча фиг. 6 — последовательность нумерации элементов апер.., SU „„ lgj 6l}QA1

2 изобретения — расширение области применения устройства за счет расширения класса селектируемых фигур. Цель достигается тем, что в устройство, содержащее телевизионный датчик, бинарный кяантовятель, блок сканирующей апертуры, блок селекции и синхрогенератор, введен блок выделения центрального элемента селекции, в} оды которого подключены к выходам блока сканирующей апертуры, а выходы — к входу управления блока селекции. Введение указанного блока позволяет селектировать фигуры, содержащие пустоты во внутренней области. 1 з.п. ф-лы, 9 ил. туры блока сканирующей логической апертуры; на фиг.7 — схема, поясняющая процесс выделения изолированной фигуры телевизионного изображения в устройстве; на фиг.8 — структурная схема блока выделения центрального элемента селекции; на фиг .9 — структурная схема одного из элементов бло" ка выделения центральногo элемента селекции.

Устройство для селекции изолиI рованжх фигур телевизионого Н30бражения (фиг. 1) содержит телевизиoHHblH датчик 1, бинарный квантователь 2, блок 3 сканирующей апертуры, блок 4 селекции, блок 5 выделения центрального злемента селекции и синхрогенератор 6.

Блок 3 сканирующей апертуры (фиг.З) содержит ш последовательно

1б47606 соединенных сдвигающих регистров с элементами 7 задержки. Первые и эле- ментов задержки каждого из этих регистров образуют в совокупности собственно апертуру 8 размером mzn

5 выделенную на фиг.3 пунктиром.

1>лок 4 селекции (фиг.4) содержит матрицу элементов 9 селекции, каждый из которых представляет собой комбинационный цифровой автомат, реали» зованный на логических элементах

ИЛИ 10 и И 11 (Аиг.5).

Блок 5 выделения центрального элемента селекции (Аиг,8) содержит логические элементы И 5-1,...,5-К с прямыми и инверсными входами, где

K = (пхп — 1).. Устройство работает следующим образом. 20

Видеосигнал v, формируемый телевизионным датчиком 1 с прогрессивной разверткой изображения, синхронизируемой импульсами кадровой Р и строч" ной Р частот синхрогенератора б„ подвергается квантованию на два уров" ня в бинарном квантователе 2 {фиг|1). так, что всем его значениям, превышающим некоторое пороговое значение, ставится в соответствие логическая

"1", а остальным значениям — логический "0", При этом элементы телевизионного растра с единичными значениями получаемого в итоге видеосигнала w считаются принадлежащими изображению наблюдаемого телевизионным датчиком 1 объекта) а элементы с нулевыми значениями w - принадлежащими Аону.

Для обеспечения возможности одновременной обработки различных элементов изображения выходной сигнал

w бинарного квантователя 2 преобразуется в параллельную форму блоком

3 сканирующей апертуры размером шхп и поступает на информационк е входы блока 4 селекции в виде матрицы двоичных сигналов:

Р) ° ° в )m) А = а

l(,1

2,...,п

Если на управляющий вход некоторого ("центрального") элемента того

55 же блока 4 селекции подается напряжение "1", а на остальные управляющие входы - напряжение "0", то на его выходах в каждом такте дискретного сканирования полного телевизионного кадра блоком 3 сканирующей логической апертуры образуется матрица сигнапов

Б = Ь с 1 1

2 ) ° )ш) 2,...„n (2) U ° ; i=1) 2,. ° °,m;

° °

41 (3) j = 1 2, и который в каждом такте дискретного сканирования осуществляет поиск элемента изображения, ближайшего к фактическому (геометричес YoMy) центру

СА) и Аормирует на соответствующем выходе U напряжение "1". Данный б3 сигнал, попадая на управляющий вход соответствующего элемента Ъ1 блока 4 селекции, передает ему фракции центрального элемента апертуры, обеспечивая тем самым выделение изолированной фигуры, ближайшей к Аактическому центру СА.

Тактирование блока 3 сканирующей апертуры осуществляется импульсами Рз синхрогенератора 6, а вырабатываемые тем же синхрогенератором б стробирующие импульсы F (импульсы "разрешения") использДтся для стробирования элементов блока 4 селекции (Аиг.1) после окончания переходных процессов в блоке 3 сканирующей апертуры, возникающих в начале каждого такта сканирования. Если переходные процессы затухают к концу каждого импульса тактовой последовательности F> то стробирующие импульсы F могут быть получены инподобная матрице (1), но отличающаяся от нее сохранением логических "1" только на тех элементах Ь кото) рые соответствуют элементам а, одной единственной Аигуры телевизионного изображения, попадающей каким-ли- бо своим элементоМ на указанный центральный элемент блока 4 и соответствующий элемент сканирующей апертуры (СА).

Выделение центрального элемента селекции обеспечивается в устройстве использованием блока 5 выделения центрального элемента селекции, формирующего на своих выходах настроечные сигналы вида

5 164760 вертированием импульсной последовательности У> (Аиг.2) .

Клок 3 сканирующей апертуры размера тпхп представляет собой дискретную

1 5 линию задержки с атводаии (фиг.З), образованную последовательным соединением 111 сдвигающих регистров с элеиентами (ячейками) 7, тактируемыги импульсами частоты F., равной частоте следования элементов разложения в строке телевизионного растра. Количество ячеек каждого из первых я-1 регистров равно количеству Н элементов разложения в строке (т.е. 7> =

= NtF ), чем обеспечивается синфазное с растровой разверткой изображения перемещение инАормации по ячейкам. Первые и ячеек каждого из этих регистров совместно с и ячейками 2О последнего m-га регистра,обведенные иа фиг.3 пунктиром, образуют собственно апертуру 8 размером mxn, с выходов ячеек которой параллельно снииаются сигналы (1), соответствующие 25 элементам вписанного в эту апертуру

Арагмеита изображения полного теле,визионного кадра.

Так как каждый импульс тактовой частоты F> сдвигает инАормацию в Зп апертуре на одну позиции вправо., то за время развертки полного кадра данная апертура дискретно сканирует растр телевизиоиаго датчика 1 по строкам слева направо.

Ечок 4 селекции (Аиг.4) образован совокупностью однотипных элементов селекции 9 {комбинационных циАровых автоиатов КЦА), осуществляющих логи- . ческое преобразование сигналов (1) и сигналы (2) по алгоритму

Ь = У а; (О;„ + Ь;, +

6 сканирующей апертуры на выход Ь

1,1 блока 4 селекции.

При F = 1 и U, = О из (4) сле1!) дует, что

Ь; =а; (Ь °" +Ь; < +

+ Ь1+1, + Ь1 13Ф1 +

) 1 j +1 1-1 )+1

+ Ь + Ь ° ! 1) i 1J-f ) ) (6) т.е. выход b блока 4 селекции возбужден (находйтся в состоянии "1") талька в тои случае, когда возбужцен соответствующий ему элемент a благ,) ка 3 сканирующей апертуры и адйовременна хотя бы адин из соседних с ним выходов блока 4 селекции.

ЭААект селекции проявляется в там, что согласно (5) и (6) элементы Ь

4 1 с настроечными сигналами U = 1 при

1 ) а ° = 1 играют роль источников от

th)

У которых вазбужцение последовательно распространяется по всем другим элементам блока 4 селекции. Это возбуждение не захватывает, одггака, тех элементов данного блока, которым соответствуют невазбужденные элементы блока 3 сканирующей апертуры или которые полностью изолированы от источников возбуждения промежуточными невозбуж-. денными элементами.

Характер связи между элементами 9 блока 4 селекции, определяемых алгоритмом {4), показан на 4гиг.4, а на

Аиг.5 приведена одна из возможных схем такого элемента (КЦА). При этом использовано упрощенное представление

Аормулы (4) в следующем виде где Ъ где F< и1 1

При Ур= 1 дует, чта. 55 (s) b| =а

t%) 1.3

+ Ь;,,„+ Ь;„+

+Ь;„, +, +Ь, „+ — стробнрующий и настроечный сигналы (i, j)-га КПА. и U- 1 из (4) сле1,3 т.е, соответствующий КЦА просто передает состояние элемента а,; блока 3

113

Ь= "a (IJ+ с Ь), Бег — выходной сигнал произвольного элеиента 9 блока 4 селекции; — выходной сигнал соответствующего еиу элемента блока 3 сканирующей апертуры; — выходные сигналы элементов блока 4 селекции, соседних по отнопгению к элементу Ь, пронумерованные в направлении против часовой стрелки, начиная с соседнего левого; — стробирующий и настроечный счгналы элемента Ъ.

1647606

По = або

U» = а а,, (7) И =а а,а

Периферийные элементы матрицы В блока 4 селекции (т.е. элементы, расположенные на внепгнем контуре этой матрицы) имеют меньшее количество соседних элементов, чем внутренние. Поэтому для их реализации могут быть использованы логические элементы KK 10 (фиг.5) с меньшим количеством входом. При использовании стандартных КЦА (с 9-входовыми элементами ИЛИ 10) на все свободные входы должны быть поданы логические "0". (фиг.4).

Блок 5 вьделения центрального элемента селекции вычисляет в каждом такте дискретного сканирования телевизионного кадра следующие логические функции:

U< = а а,а,...,а «», а г где использована последовательная нумерация элементов а„, а„,...,а блока 3 сканирующей апертуры при их обходе по спирали, раскручивающейся от центра СА, как показано на фиг.6 для апертуры 9х9. При этом К = (я х х n — 1) — порядковый. номер последнего элемента апертуры. Аналогичная нумерация принята и для управляющих входов И,, И»,...,И ) элементов

° ° °

Ьо, Ь,...,h блока 4 селекции.

Как следует из (7), любой возбужденный элемент а; считается ближайшим к центру СА (для него U, = I) если не возбужден ни один из предшествующих ему элементов а, а а ° . Именно этот элемент а ° и на»-1 I дел ется в описываемом устройстве функциями центрального элемента, т.е. источника, от которого возбуждение непосредственно передается соответствующему элементу b блока 4

1 селекции. От элемента Ь возбуждение

1 распространяется далее по всем другим элементам блока 4 селекции, соответствующим возбужденным элементам блока 3 сканирующей апертуры, примыкающим к "центральному" элементу а;

30 либо непосредственно, либо через промежуточные возбугкденные элементы.

В качестве примера на фиг.7 показана процедура выделения прямоугольного кольца. Роль центрального элемента в данном случае играет элемент а блока 3 сканирующей апертуры, которому соответствует элемент

Ь блока 4 селекции. Тем самым обеспечивается неискаженное вьделение наблюдаемой изолированной фигуры (двойная штриховка, фиг.7). Последовательность поиска нового "центрального" элемента апертуры показана на фиг.7 пунктиром.

Структурная схема блока вьделения центрального элемента 5 селекции, определяемая непосредственно формулами (7), приведена на фиг.8, Она представляет собой совокупность логических элементов И 5-1,...,5-К с прямыми и инверсными входами. При помощи известных правил тождественного преобразования логических функций эти формулы могут быть приведены к виду, удобному для реализации и в любом другом элементном базисе. Например, функцию U< можно представить в виде а = (а +а, +...,+ а.) х

8 .7 »5) х (а»6 + а» +,..., + а ) а „I которому соответствует схема (фиг.9), на логических элементах 5-24-1,..., 5-24-4, эквивалентная по выполняемой функции логическому элементу 5-24 (фиг.8).

Таким образом, введение в устройство блока выделения центрального элемента селекции, формирующего настроечные сигналы вида (7), позволяет вьделять любое из наблюдаемых в кадре изображений в момент его наиболее "удачного" (например, центрально-симметричного) расположения в пределах сканирующей апертуры независимо от того, попадает ли оно каким-либо своим элементом на центр этой апертуры или нет. При этом существенно расширяется класс селектируемых фигур, в который попадают теперь и фигуры с пустотами во внутренней области.

Формула изобретения

1. Устройство для селекции изолированных фигур телевизионного изображения, содержащее синхрогенератор, последовательно соединенные телевизионный датчик, бинарный квантователь и блок сканирующей апертуры, блок селекции, содержащий матрицу элементов селекции, информационные входы которого подключены к выходам блока сканирующей апертуры, причем выходы синхрогенератора подключены к входам синхронизации телевизионного датчика, к тактовому входу блока сканирующей логической апертуры и к стробирующему входу блока селекции, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет расширения класса селектируемых фигур, в него введен блок выделения центрального эле мента селекции, входы и выходы кото рого подключены соответственно к выходам блока сканирующей апертуры и к входам управления блока селекции.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а1 ю щ е е с я тем, что блок выделения центрального элемента селекции содержит К = (шхп — 1) элементов И, где m и п — соответственно количество строк и столбцов матрицы элементов селекции, причем i-й элемент

И (i = 1,...,К) имеет i+1 вход, первые из которых — инверсные, первый вход блока подключен к первым входам элементов И и к первому выходу блока, а )-й вход блока (j

=2,...,К+1) подключен к j-му входу

2О 1-F0 элемент И, где 1 = j-1,. ° .,К, выход которого подключен к 5-му выходу блока.

1647606

1647606 а, О1 а, г4

Составитель С.Бабкин

Редактор Н.Гунько Техред Л.Олийнык Корректор Л.Патай

Заказ 1402 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101